[發明專利]一種全角度符合PET探測器

有效

• 申請號: 201810426785.7
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN109846504B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 劉繼國
• 申請（專利權）人: 山東麥德盈華科技有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/04;G06T11/00
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 郝雅娟

本發明提供一種全角度符合PET探測器，其特征在于，包括以下部件：復數個PET探測模件，每個PET探測模件都由PET探測晶體和光電傳感器陣列和光導組成；復數個PET探測模件相鄰形成整體封閉的探測腔。桶部由若干個探測模件環緊密排列組成圓柱狀，每個探測模件環由一定數量的探測模件以晶體向內方式圓周排列成環狀，全角度符合PET探測器陣列是圓柱狀形態或膠囊狀形態或橢球狀形態或正多棱柱狀形態。

技術領域

本發明涉及PET探測器的技術領域，尤其涉及一種現有技術中沒有出現過的探測晶體排列方式的PET探測器，一種全角度符合的PET探測器。

背景技術

正電子發射斷層成像(Positron Emission Tomography,以下簡稱PET)設備被廣泛應用于動物和人體(以下簡稱掃描對象)的特異性成像。在PET成像時，需要首先向掃描對象注射正電子核素標記的示蹤劑，然后對示蹤劑在掃描對象的分布進行成像，對示蹤劑標記的部位的成像特異性強，且可以動態成像，識別度極高。

傳統的PET設備的探測器的軸向深度不足，每次只能夠對比較有限的局部進行掃描，如果想要得到人全身的PET圖像，則必須通過對多個如8-10個床位的局部掃描圖像進行拼接，得到全身成像的圖像。這種成像方法存在兩個問題：第一，成像速度慢，傳統的人體PET設備每個床位需要1-5分鐘之間，軸向視野在20cm左右，一次全身成像需要8-10個床位，一次全身成像最少需要8分鐘，還需要額外的計算時間，有些設備甚至要達到50分鐘；第二，PET的一大優點就是可以獲取示蹤劑的動態信息，但是深度不足的探測器是無法獲取全身的示蹤劑動態信息的，不同床位獲取的圖像無法進行拼接得到全身的動態信息，對于傳統的PET設備，這是不可能完成的任務，傳統的PET設備如附圖1所示。

對于特殊情況下，為了獲取全身藥物代謝的情況，現有技術中出現了延長PET設備的軸向視野。軸向視野的長度/深度超過或接近掃描對象長度的時候，就可以對掃描對象進行全身動態成像。例如，在Cherry等人所著的Sci.Transl.Med，vol.9,eaaf6169(2017)15March2017之中，通過將人體PET的探測器環的軸向延伸到2米，可以對人體進行全身動態顯像。但是這些全身成像設備的PET的探測器環的大小在整個軸向是完全一致的，僅僅是在軸向延長了探測器的長度/深度。這種探測器環設計的問題在于掃描視野內的靈敏度不夠均勻，靈敏度在探測器整體中間處最高，隨著位置從中心沿著軸線向探測器兩端移動，靈敏度快速下降，到探測器的兩端的位置下降到很低的程度，甚至為零，圖2為現有技術中的延長PET設備。

造成這種現象的原因是PET采用符合探測的數據采集方式，當兩個恰恰相對的探測器晶體上同時檢測到511keV的伽馬射線的時候，稱為真實符合事件，才會把這兩個伽馬射線作為一個有效的正電子事例，這個正電子事例的發生位置在兩個晶體之間的直線上，也就是我們要檢測的部位。這條直線被稱為反應線Line of Reaction，以下簡稱LOR。

圖4是現有技術中PET探測器的LOR示意圖，圖中兩個發生位置對比明顯可以看到，一個位置在探測器軸向視野的中心，一個位置不在軸向視野的中心而在邊緣部位，由于位置不同導致從不同位置發生的LOR的被檢測到的幾率差別極大，對于從中心的發生位置發生的LOR絕大部分，只要不是水平或者接近水平都可以被檢測到，從邊緣發生位置發生的LOR只有一些垂直或者接近垂直于軸向的才可以被檢測到，能夠被檢測到的從非中心的發生位置的LOR數量明顯低于中心點的LOR數量，這也就導致了隨著發生位置偏離LOR中心，靈敏度越來越低。在PET視野內任意一點的靈敏度由穿過該點的所有LOR所覆蓋的立體角所決定，LOR覆蓋的立體角越大，該點的靈敏度越大，這種靈敏度與位置的關系如圖3所示，越靠近重心靈敏度越高，反之邊緣處靈敏度非常低。